Industrialmente, las aleaciones base hierro (aceros y fundiciones) se producen en tonelajes significativamente mayores al resto de aleaciones no-férreas. Esto se debe principalmente a su amplia variedad de propiedades y a su importancia como material de construcción.

Los aceros son aleaciones Fe-C con contenidos de carbono inferiores al 2%, aunque normalmente se emplean cantidades de carbono inferiores al 1%. Siendo el carbono el principal elemento aleante, los aceros se clasifican en función del contenido de carbono (bajos, medios y altos). La adición de otros elementos aleantes (metálicos o no metálicos) da lugar, igualmente, a otras clasificaciones y a la mejora de propiedades específicas (resistencia mecánica, resistencia al desgaste y a la abrasión o resistencia a la corrosión).

Las microestructuras de los aceros al carbono obtenidas por enfriamiento lento pueden interpretarse mediante el diagrama Fe-Fe₃C. Según este diagrama, las fases estables a temperatura ambiente son ferrita, α, solución sólida de C en Fe-α, y cementita, Fe₃C, compuesto intermetálico duro y frágil y de composición fija: 6,67%C y 93,33%Fe. Estas fases habitualmente adoptan una morfología laminar, dando lugar al microconstituyente conocido como perlita.

En procesos industriales, sin embargo, las microestructuras formadas no se aproximan a las condiciones de equilibrio en cuyo caso las microestructuras pueden predecirse a partir de los diagramas de transformación isotérmica y de enfriamiento continuo. Estos diagramas predicen la formación de nuevos microconstituyentes metaestables tales como la bainita (microconstituyente formado por transformación isotérmica de la austenita en ferrita y cementita a temperaturas inferiores a 500 °C) y la martensita (fase metaestable formada por temple o enfriamiento brusco de la austenita).

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